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2008年 第59卷 第4期 刊出日期:2008-04-05
    综述与专论
    直接NaBH4/H2O2燃料电池的研究进展
    王贵领, 兰剑, 曹殿学, 孙克宁
    化工学报. 2008, 59(4):  805-813. 
    摘要 ( 816 )   PDF (1022KB) ( 464 )  
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    直接NaBH4/H2O2燃料电池是一种燃料和氧化剂均为液体的新型燃料电池,它直接以NaBH4溶液为阳极燃料,H2O2 为阴极氧化剂。该燃料电池有很高的输出电压、能量转化效率和能量密度,并且反应中能产生8个电子。本文对硼氢化钠电氧化材料、过氧化氢电还原材料,以及直接NaBH4/H2O2燃料电池的性能进行了综述。

    热力学
    多元醇PE-AMP二元体系相图
    武克忠, 李建玲, 张建军
    化工学报. 2008, 59(4):  814-819. 
    摘要 ( 747 )   PDF (436KB) ( 387 )  
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    多元醇在固-固相变时能够可逆地吸收和释放大量的热而被用于贮热材料。为了选择适宜的贮热材料,对季戊四醇(PE)和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMP) 两种多元醇利用差热分析 (DTA)、X射线衍射和变温红外光谱3种技术构筑了二元体系相图。由所得PE-AMP二元相图可知,在一定的组成范围内相图中存在3个相平衡温度:低转析温度86℃、低共析温度143℃和转熔温度176℃。X射线衍射确定了二元体系不同温度下的相态。变温红外光谱测得多元醇—OH特征吸收峰位移发生突跃的温度区间恰好与体系各自DSC测得的相转变温度相吻合,多元醇的晶体结构、分子的大小是影响二元体系不同相态间互溶度的重要因素。

    一种改进型Einstein循环制冷机的火用分析

    王汝金;刘道平
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  820-824. 
    摘要 ( 817 )   PDF (613KB) ( 277 )  
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    传递现象
    膜过程中热质耦合传递分析
    苏铭, 闵敬春
    化工学报. 2008, 59(4):  825-829. 
    摘要 ( 758 )   PDF (368KB) ( 501 )  
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    研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化,从而进一步影响热流量和传质通量,所以对传热传质过程有加成作用。

    多开口方腔内自然对流的流动与传热特性
    王长宏, 朱冬生, 吕琪铭, 涂善东
    化工学报. 2008, 59(4):  830-835. 
    摘要 ( 734 )   PDF (2195KB) ( 313 )  
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    以计算流体力学与传热学理论为基础,建立三开口方腔内有热源驱动自然对流的物理数学模型,利用CFD方法对多开口方腔内流体的流动特性进行数值模拟和理论分析。在4种不同的通风模式下,比较热源强度和活动开口位置对热源表面的Nusselt数和方腔的量纲1有效流通量等流体流动、传热参数的影响。结果表明,在有热源驱动的自然对流条件下,与开口通风位置相比,热源强度对方腔内热流场的均匀性有更加重要的影响,揭示了三开口方腔内流体的流动特性与换热规律。

    化学吸附制冷用氯化锶复合吸附剂的制冷性能
    陈砺, 王丽, 王红林, 董鹏飞
    化工学报. 2008, 59(4):  836-842. 
    摘要 ( 927 )   PDF (1815KB) ( 945 )  
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    对以SrCl2、活性炭为吸附剂,NH3为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究。拟解决SrCl2吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、吸附床传热传质性能下降等问题,将SrCl2分别与活性炭、CaSO4按质量比4∶1复配,进行吸附制冷性能实验。并对SrCl2的吸附机理及CaSO4的胶凝作用进行了探讨。实验结果表明:温度是过程的控制因素,在100℃时,SrCl2/活性炭、SrCl2/CaSO4复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量分别是SrCl2的2.1倍和1.4倍。对吸附剂比表面积及孔结构进行表征,结果显示:SrCl2/CaSO4复合吸附剂的比表面积和孔结构保持良好;SrCl2/活性炭复合吸附剂的比表面积和孔容明显增大,孔结构得到了改善。

    多相流和计算流体力学
    嵌件平板收缩流支化聚合物黏弹行为的数值模拟
    赵智峰, 欧阳洁, 张玲, 刘德峰
    化工学报. 2008, 59(4):  843-850. 
    摘要 ( 641 )   PDF (2788KB) ( 495 )  
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    选取基于Doi-Edwards模型发展起来的XPP模型作为聚合物浓厚体系的本构关系,采用同位网格有限体积法结合数值求解的稳定化技术首先对4∶1平板收缩流进行了全域模拟,而后对聚合物成型中常见的嵌件收缩流进行了模拟。得出了4∶1平板收缩流和嵌件收缩流中流函数、拉伸量、第一法向应力差、第二法向应力差等值线的变化趋势,讨论了嵌件对聚合物浓厚体系行为的影响。数值结果表明,随着嵌件中心位置的变化,聚合物宏观信息表征量发生明显的变化,特别是收缩区上游拐角处涡的大小、形状以及嵌件后侧到收缩处拉伸量的变化非常显著。

    油水两相流流型混沌吸引子形态特性
    宗艳波, 金宁德, 马文衡, 张玮, 吕剑
    化工学报. 2008, 59(4):  851-858. 
    摘要 ( 650 )   PDF (1935KB) ( 301 )  
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    基于在垂直上升管中采集到的61组油水两相流电导波动信号,通过在混沌吸引子域中放置参考截面方法,考察了混沌吸引子形态特征量与油水两相流流型转变之间的关系,发现水包油流型在3阶及4阶吸引子矩特征量平面上分布相对稳定,而过渡流型在3阶吸引子矩特征量平面上呈不规则剧烈变化,在4阶吸引子矩特征量平面上呈线性变化。研究结果表明,油水两相流混沌吸引子形态特征量对流型转化敏感,有助于理解油水两相流流型转化的非线性动力学机制。

    提升管-流化床耦合反应器颗粒约束返混区的流动特性及约束作用分析
    王德武, 卢春喜
    化工学报. 2008, 59(4):  859-865. 
    摘要 ( 904 )   PDF (496KB) ( 1216 )  
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    针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃工艺,在一套提升管-流化床耦合反应器大型冷态实验装置上,系统研究了提升管出口段的颗粒流动特性,通过定义约束指数RiRi为颗粒约束返混区实际截面平均固含率与理论截面平均固含率之比)定量反映提升管出口分布器及流化床层的约束作用。结果表明,与常规提升管相比,耦合反应器提升管出口存在一个颗粒约束返混区,其长度主要受表观气速、颗粒循环强度及上部流化床内颗粒静床高度影响;由于出口设置了倒锥形分布器,使得颗粒约束返混区靠近提升管出口区域在表观气速较低和颗粒循环强度较大时,局部固含率最大值出现在量纲 1半径Φ=0.7处;颗粒约束返混区的约束指数在靠近出口的过程中逐渐增大,气固流动受到分布器及上部流化床层的约束作用亦逐渐增强。

    稀疏两相射流中颗粒碰撞的数值研究
    闫洁, 罗坤, 樊建人, 肖刚
    化工学报. 2008, 59(4):  866-874. 
    摘要 ( 922 )   PDF (1805KB) ( 323 )  
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    为了研究稀疏气固两相流动中颗粒间的碰撞行为及其对颗粒扩散的影响,对三维两相湍流射流进行了直接数值模拟。其中对流场控制方程的求解采用有限容积法和分步投影算法,对颗粒的跟踪采用拉格朗日方法,对颗粒间的碰撞采用硬球模型模拟。结果发现,在流场中局部浓度较高的区域颗粒碰撞频繁发生;受局部富集效应和湍流输运作用两方面的影响,颗粒的平均碰撞次数并不是随着Stokes数的增加呈现简单的线性增加,而是在Stokes数为0.1附近存在一个极值;考虑颗粒间的碰撞作用以后,颗粒的分布更加均匀,沿横向和展向的扩散也都有所增加。

    颗粒与分布板的碰撞声信号分析及其流化状态的识别
    任聪静, 王靖岱, 阳永荣, 蒋斌波
    化工学报. 2008, 59(4):  875-880. 
    摘要 ( 715 )   PDF (430KB) ( 478 )  
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    催化、动力学与反应器
    悬浮催化蒸馏合成甲基叔丁基醚的模拟
    王健, 常玉, 王二强, 李成岳
    化工学报. 2008, 59(4):  881-886. 
    摘要 ( 909 )   PDF (1661KB) ( 381 )  
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    建立了悬浮催化蒸馏合成甲基叔丁基醚过程的平衡级模型。利用模型模拟研究了特征参数,特别是固液分离器分率φ和塔底流量B对塔性能的影响。结果表明:参数φ对应的多重定态区域的上界非常小,在实际操作条件下,塔内仅存一个高转化率定态。极限点曲线将参数平面“φ-B”按定态解数目划分成3个子域,其中右上角子域是具有唯一定态且异丁烯转化率高和产物纯度高的操作域。

    酸性离子液体[HSO3-bpy]CF3SO3催化合成MDC
    王娜, 赵新强, 武秀丽, 王延吉
    化工学报. 2008, 59(4):  887-891. 
    摘要 ( 772 )   PDF (1337KB) ( 512 )  
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    制备了一系列磺酸吡啶功能化酸性离子液体(ILs),采用Hammett指示剂与紫外联用法测定了其酸强度。考察了各酸性离子液体在苯氨基甲酸甲酯(MPC)与甲醛缩合制备二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)反应中的催化活性。结果表明,离子液体的酸强度与其催化活性关联较好;[HSO3-bpy]CF3SO3酸强度最高,催化活性也最好。以[HSO3-bpy]CF3SO3为催化剂兼溶剂,优化了MDC合成反应条件。在反应温度70℃,反应时间60 min,MPC与甲醛的摩尔比为12,离子液体与MPC的质量比为4的条件下,MDC产率最高可达91.5%。用水处理反应液,通过减压蒸馏后的离子液体可以循环使用5次以上。

    Au改性La0.8Sr0.2MnO3催化剂的催化燃烧性能
    卢晗锋, 黄海凤, 刘华彦, 陈银飞, 刘化章
    化工学报. 2008, 59(4):  892-897. 
    摘要 ( 655 )   PDF (1798KB) ( 310 )  
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    采用共沉淀(CP)和沉积-沉淀法(DP)分别制备了0.5%(质量分数)金掺杂的Au-LSM和Au/LSM钙钛矿催化剂,以甲苯催化燃烧为模型反应测试催化剂活性,并用XRD、BET、H2-TPR对其进行表征。结果表明,Au掺杂并不改变La0.8Sr0.2MnO3催化剂的织构性质,但明显增强了催化剂表面氧的活动性,提高了其低温催化氧化活性。与DP法制备的Au/LSM相比,Au-LSM表现出更好的催化性能,其催化活性与商业贵金属Pd/Al2O3相当。通过对焙烧温度考察以及50 h的变温活性测试,Au-LSM催化性能并没有发生较大变化,催化剂具有良好的稳定性。

    载体对Au-Pd催化剂甲醇部分氧化性能的影响
    陈清波, 罗来涛, 王建鑫
    化工学报. 2008, 59(4):  898-903. 
    摘要 ( 893 )   PDF (1601KB) ( 278 )  
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    采用沉积沉淀法制备了一系列Au-Pd双金属催化剂,研究了不同载体对Au-Pd双金属催化剂甲醇部分氧化性能的影响,并运用XRD、TPD和TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明,Au-Pd/CeO2催化剂中形成的AuxPdy合金和氧空穴较多,致使Au-Pd/CeO2催化剂的活性较高;CeO2-TiO2和CeO2-ZrO2复合载体较大的比表面积和固溶体的形成有利于H2选择性的提高;Au-Pd/CeO2-ZrO2和Au-Pd/CeO2-TiO2催化剂有较高H2产率的主要原因是H2选择性的提高。

    有机相酶法不对称水解乳酸乙酯
    高静, 刘效岩, 黄志红, 周丽亚, 贺莹, 王海欧
    化工学报. 2008, 59(4):  904-911. 
    摘要 ( 685 )   PDF (1558KB) ( 461 )  
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    探讨了在有机介质中酶催化外消旋乳酸乙酯不对称水解制备L-乳酸的可行性。 研究了反应介质、不同来源的酶、摇床转速、水含量、乳酸乙酯浓度及温度等因素对反应的影响。结果表明,N435的活性和选择性较高,叔丁醇和异辛烷的混合溶剂(体积比为1∶1)为最合适的反应介质,其余最适条件为:摇床转数200 r•min-1、水含量(水与底物的质量比)1∶5、乳酸乙酯浓度0.27 g•ml-1、酶浓0.8 g•mol-1、反应温度60℃,在此条件下反应16 h得产物ee值为90.02% ,产率为28.69%。 最后研究了乳酸乙酯不对称水解的动力学,结果表明反应符合米氏方程,属于双底物抑制的双乒乓机制,并考察了D-乳酸乙酯和D-乳酸在建立反应动力学模型时的影响。

    环氧环己烷与二氧化碳合成碳酸环己烯酯的化学反应动力学
    刘百萍, 方云进
    化工学报. 2008, 59(4):  912-916. 
    摘要 ( 771 )   PDF (1189KB) ( 884 )  
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    热分析法研究SnSO4在催化剂制备中的分解行为
    靳会杰, 李燕红, 任保增, 孔海平, 雒廷亮, 刘国际
    化工学报. 2008, 59(4):  917-919. 
    摘要 ( 1023 )   PDF (827KB) ( 462 )  
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    分离工程
    超声波协同反应-结晶耦合单离脱氢枞酸
    祝远姣, 陈小鹏, 陈月圆, 钟华, 陈祖芬, 童张法
    化工学报. 2008, 59(4):  920-926. 
    摘要 ( 880 )   PDF (852KB) ( 649 )  
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    以歧化松香和2-乙醇胺为原料、乙醇为溶剂、超声波协同反应-结晶制备脱氢枞酸乙醇胺盐,经萃取、结晶、重结晶、酸化制得脱氢枞酸。通过正交优化实验,考察了溶剂浓度、反应温度、反应时间、超声波功率、搅拌转速对脱氢枞酸收率的影响,确定最佳单离条件为:反应时间50 min,反应温度35℃,超声波功率500 W,溶剂浓度50%,搅拌转速400 r•min-1,在该操作条件下脱氢枞酸的收率达55.37%,纯度达99.53%。并探讨了脱氢枞酸胺化反应-结晶过程相态变化对反应平衡和选择性的影响,当反应温度分别为35℃和70℃时,胺化反应是在非均相和均相下进行,所得脱氢枞酸产品的纯度为99.53%和95.66%。采用GC、GC-MS、元素分析、UV、FT-IR、熔点仪和旋光仪对脱氢枞酸产品进行了分析鉴定,实验值与文献值吻合。

    过程系统工程

    基于ART-SVR的过程建模及在干点软测量中的应用

    吴国庆;颜学峰
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  927-933. 
    摘要 ( 654 )   PDF (1508KB) ( 155 )  
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    针对石油化工生产过程通常呈高度非线性,且生产过程数据呈非连续、具有一定类别特性等特征,提出基于自适应谐振神经网络(adaptive resonance theory,ART)和支持向量回归(support vector regression, SVR)相结合的建模方法(ART-SVR)。首先,基于建模样本,通过ART将样本模式空间分割成若干模式特性相近的子空间;然后,对各子空间分别采用SVR建立各自模型,实现基于样本模式空间分割的“分段”建模。仿真试验和在石脑油干点软测量建模的实际应用表明:ART-SVR模型的拟合精度和预测精度均优于全局SVR模型。

    一类化工过程多变量系统的自适应非线性预测控制
    杨剑锋, 赵均, 钱积新, 牛健
    化工学报. 2008, 59(4):  934-940. 
    摘要 ( 797 )   PDF (841KB) ( 501 )  
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    针对化工过程的一类多变量非线性系统,提出了一种自适应非线性预测控制(ANMPC)算法。在采用递归最小二乘法进行预测模型参数在线辨识的基础上,将系统的静态非线性关系用一个反向传播(BP)神经网络稳态模型来表示,通过稳态模型求得的动态增益来进一步校正预测模型的参数。详述了ANMPC控制器设计步骤,通过在一个多变量pH中和过程中的仿真验证了本算法的可行性和有效性。

    基于辅助变量KNN分析的软测量建模方法

    李哲;田学民
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  941-946. 
    摘要 ( 646 )   PDF (1306KB) ( 588 )  
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    提出一种基于辅助变量最近邻(KNN)分析的软测量建模方法,该方法将KNN算法应用于辅助变量分类,根据分类结果,应用核主成分分析(KPCA)和支持向量回归机(SVR)相结合进行软测量建模。KNN分析独立于后继回归模型,却又直接影响模型结构,KPCA作为中间层,在KNN分类结果指导下提取不同类别包含辅助变量高阶信息的特征主元,然后使用SVR建立特征主元和主导变量之间的回归模型。用该方法建立粗汽油干点软测量模型,结果表明KNN-KPCA-SVR(KKS)模型的预测精度和泛化能力优于线性PLS、RBF核函数SVR和KPCA-SVM模型。

    一种基于经验增强的实时优化方法MEO
    张正江, 邵之江, 陈曦, 周舟, 钱积新
    化工学报. 2008, 59(4):  947-952. 
    摘要 ( 703 )   PDF (1280KB) ( 342 )  
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    根据实时优化问题的特点,提出了一种实时优化方法——MEO(mnemonic enhancement optimization),它是一种高效的基于经验增强的实时优化方法。设计了MEO框架及其具体实现步骤,基于Aspen Plus平台开发了MEO通用代理服务器系统。结合Aspen Plus OOMF 脚本语言与AOS NLP/NLA接口混合编程实施了MEO通用代理服务器系统。并应用脱丙烷塔和脱丁烷塔的联塔系统及大规模乙烯分离系统进行测试,结果显示相比于传统方法,MEO不但具有很好的实时性和收敛性,而且具有很好的鲁棒性和开放性,为实时操作优化的进行奠定了基础。

    基于渐近理论的两阶段过程辨识方法
    徐祖华, 赵均, 钱积新
    化工学报. 2008, 59(4):  953-957. 
    摘要 ( 692 )   PDF (1357KB) ( 420 )  
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    提出了一种基于渐近理论的两阶段过程辨识方法:先用高阶模型得到无偏估计和频域方差;然后通过OE模型与MDL定阶法进行降阶处理。它将多变量模型结构辨识转换为易于实现的单变量问题,同时通过模型频域方差进行模型验证,解决了传统多变量辨识方法的阶次估计及模型验证难的问题。采用多通道测试信号,测试时间短,对装置生产影响小。应用实例表明了算法的有效性。

    利用结构逼近式混合神经网络实现间歇反应器的建模
    曹柳林, 李晓光, 王晶
    化工学报. 2008, 59(4):  958-963. 
    摘要 ( 686 )   PDF (1015KB) ( 483 )  
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    提出了一种新的混合神经网络建模方法——结构逼近式混合神经网络。基于此结构建立的混合神经网络可以充分利用已知非线性系统的结构信息,使神经网络“灰盒”化,更好地解释和描述系统各变量间的因果关系,从而提高网络的建模精度和模型的可靠性。本文介绍了这类神经网络的基本特性、拓扑结构和训练方法。报告了一个典型放热液相二级平行间歇反应的建模过程;并针对间歇反应过程测量滞后的情况,与两种不同的混合神经网络模型作了比较,仿真和比较结果证明了方法的有效性。

    微粒群算法优化化工建模训练集
    张运陶, 高世博
    化工学报. 2008, 59(4):  964-969. 
    摘要 ( 783 )   PDF (410KB) ( 792 )  
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    提出两种均以微粒群(PSO)算法对原始训练集随机抽样优化,再结合机器学习算法建立预测模型的PSO算法优化化工建模训练集的思路。思路1首先以模型交叉验证的均方误差函数mse最小为目标优化训练集,再通过对验证集预测,从平行运行得到的多个优化训练集中确定最优训练集用于建模。思路2借鉴提高BP神经网络泛化能力的初期终止(early stop)法,以对验证集预测的mse最小为目标优化训练集,再通过对测试集预测,从平行运行得到的多个优化训练集中确定最优训练集用于建模。通过仿真实验研究和对某炼油厂调和汽油生产数据的具体分析应用,表明本文思路可以较大幅度提高模型的预测准确性,在化工建模中具有推广应用价值。

    基于模式分类的油水混合物含水率测量方法
    任磊, 陈祥光, 刘春涛, 裴旭东
    化工学报. 2008, 59(4):  970-976. 
    摘要 ( 743 )   PDF (1385KB) ( 392 )  
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    为了提高原油脱水过程中含水率测量的精度和量程,提出了油水混合物多模态的电特性计算方法。通过分析油水混合物的不同存在模式,采用有限元法计算不同模态油水混合物的介电常数、电导率与原油含水率之间的关系,并通过自组织人工神经网络实现了油水混合物的模式分类。实验结果表明,通过计算介电常数和电导率可以识别油水混合物的不同模态,及时修正含水分析仪的设置参数,有效地提高了原油含水率在线测量的精确度。

    表面与界面工程

    应用EFM技术检测碳钢在海水中的腐蚀行为

    韩磊;宋诗哲
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  977-981. 
    摘要 ( 931 )   PDF (1547KB) ( 458 )  
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    电化学频率调制(electrochemical frequency modulation,EFM)是一种腐蚀速度检测的新方法,能够同时测得腐蚀电流密度和Tafel常数。本文以恒电位仪、笔记本电脑、数据采集卡和LabVIEW开发的应用程序建立了EFM测试系统,将其用于低碳钢/海水体系,研究了扰动频率等测试参数对EFM测试结果的影响。在实验室应用EFM方法检测了Q235钢在NaCl溶液和舟山海水中的早期腐蚀速度,并与其他电化学方法进行了比较。结果表明,在低碳钢/海水体系中EFM方法测得的腐蚀速度因界面电容行为的影响而偏大,但EFM技术和测试系统仍然可以作为海洋腐蚀现场检测的一种理想选择。

    膦酰基羧酸对碳酸钙的阻垢机理

    夏明珠;王风云;雷武;张曙光
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  982-987. 
    摘要 ( 972 )   PDF (1589KB) ( 404 )  
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    通过透射电镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了投加膦酰基羧酸(POCA)对碳酸钙形貌及晶格参数2θ的影响,发现投加POCA改变了CaCO3垢的结晶习惯并对方解石有一定的晶格扭曲作用,随着加药量的增加,方解石的比例减少,而文石和球霰石的比例增加,POCA对方解石(110)晶面的抑制作用强于(104)晶面;同时采用分子动力学(MD)方法,模拟计算了POCA与方解石的(110)、(104)晶面的相互作用, 结果表明:聚合物分子与晶面之间的结合能主要由Coulomb作用和van der Waals作用力提供。比较POCA在方解石两晶面上的结合能,发现Ebind(110)大于Ebind(104),两者数值之比约为1.39,即POCA分子与(110)面的结合比(104)面更牢固,说明POCA对(110)面生长的抑制居于主导地位。两种研究方法得到的结论一致。

    生物化学工程与技术
    渗透剂与人工伴侣耦合辅助苹果酸脱氢酶包含体的复性
    张拓宇, 董海龙, 董晓燕
    化工学报. 2008, 59(4):  988-944. 
    摘要 ( 679 )   PDF (749KB) ( 189 )  
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    苹果酸脱氢酶不仅是一种重要的糖代谢酶,而且具有较高的经济价值和理论研究价值。为了获得苹果酸脱氢酶包含体的有效体外复性方法,本文将渗透剂(蔗糖,甜菜碱,海藻糖)与人工伴侣体系(CTAB/β-CD)耦合,进行了大肠杆菌苹果酸脱氢酶(eMDH)包含体的体外复性研究。结果发现,人工伴侣与蔗糖或甜菜碱耦合,可明显提高eMDH包含体的复性效果,复性后产物的活性较稀释复性提高了2倍以上;但未发现海藻糖与人工伴侣存在这种耦合作用。同时发现,耦合作用还可降低人工伴侣体系中CTAB与β-CD的最佳配比(从1∶8下降到1∶6),从而可提升人工伴侣体系的总用量,实现较高酶浓度条件下的有效复性。另外,利用渗透剂对蛋白质的热保护作用,实现了在较高温度(15℃)下eMDH包含体的复性。对复性产物结构的初步分析发现,耦合作用可使eMDH分子的α-螺旋及二聚体含量明显增多,因此复性产物的活性也显著提高。

    能源和环境工程
    含盐污水SBR法生物脱氮模糊控制参数
    叶柳, 彭永臻, 唐冰, 侯红勋
    化工学报. 2008, 59(4):  995-100. 
    摘要 ( 698 )   PDF (1704KB) ( 212 )  
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    为考察含盐污水SBR法生物脱氮实现模糊控制的可行性和有效性,以实际含盐生活污水作为研究对象,考察了脱氮过程DO、pH变化规律以及盐度冲击下pH的变化规律。结果表明含盐污水SBR法脱氮过程DO曲线变化不规律,应采用pH值为模糊控制参数。不同盐度下pH曲线有相似规律,曲线上出现的反映生物脱氮进程特征点:跃升点a(break point)、氨氮谷点b (ammonia valley)、硝酸盐峰c(nitrate apex)与有机物降解结束、硝化完成和反硝化完成有很好的对应关系;盐度升高后a、b推后出现;10 g•L-1系统受盐度冲击时pH曲线依然遵从变化规律,但随着冲击盐度的升高特征点出现位置有所变化。冲击盐度高于30 g•L-1,pH曲线逐渐趋于平缓,特征点a、b不明显但延长曝气时间时能够出现, c点受影响较小。

    青藏高原地区低温生活污水的深度处理

    李德生;程国栋
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  1001-1007. 
    摘要 ( 820 )   PDF (3081KB) ( 525 )  
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    针对青藏铁路沿线列车站段生活污水在低温(≤4℃)、缺氧条件下的处理要求及特点,研究了强化混凝、催化电氧化技术深度处理高原地区低温生活污水的机理,提出了青藏高原地区低温生活污水处理的最佳工艺组合。深度处理的研究结果表明:采用强化混凝处理技术即在投加无机絮凝剂PAC 50 mg•L-1后,再投加有机絮凝剂PAM 0.5 mg•L-1,可对COD一次性去除50%以上,之后再施以催化电氧化技术,通过电场与催化活性填料协同作用,低温生活污水的COD一次性去除率可达95%,NH3-N去除率80%左右;经此组合工艺处理,可使低温生活污水达到地面水源水质二级标准。

    SOFC内部重整反应与电化学反应耦合机理
    杨国刚, 吕欣荣, 岳丹婷, 袁金良
    化工学报. 2008, 59(4):  1008-1015. 
    摘要 ( 1017 )   PDF (1724KB) ( 338 )  
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    以经过预重整反应的混合气为原料的固体氧化物燃料电池(SOFC)内部,甲烷蒸气重整反应与电化学反应同时发生在阳极多孔介质中,二者受到不同的操作与设计参数的影响,对电池总体性能起着决定性作用。编制了三维数值模拟程序,对由多孔阳极层、气体流动管道、固体支撑平板构成的单个复合管道进行了研究。结果显示:重整反应主要发生在多孔材料靠近流动管道的薄层内,只有靠近管道入口处才能在较深处进行;电化学反应发生在多孔层与电解质的交界面处;重整反应生成的H2、CO扩散到多孔材料底部参加电化学反应;电化学反应生成的热量供重整反应使用。说明研究范围内,SOFC阳极复合通道具有较好的传热、传质性能,化学/电化学反应存在较好的耦合关系。

    水解锌纳米结构对甲基橙的光催化降解

    吴明霞;王树林;丁浩冉;韩光强
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  1016-1021. 
    摘要 ( 913 )   PDF (1636KB) ( 653 )  
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    利用滚压振动磨在干法室温条件下将金属锌制备成为尺度大约在3~5 nm的锌量子点,并使产物与水蒸气在不同温度下进行化学反应,得到纳米氧化锌或纳米氧化锌与锌的混合物。在250℃反应温度下得到的产物具有最好的分散性,其特征是棒状和片状结构共存,而且纳米棒具有显著的沿着[0,1,-1,1]晶向的生长趋势。在几个不同水解温度得到的产物中,这种纳米结构对甲基橙的光催化降解效率最高,在距离30 cm的30W紫外灯照射下,在30 min内降解了95%,1 h则几乎完全降解。而在阳光照射下,15 min内甲基橙的衰减率就达到95%,30 min则几乎完全降解。这种优异的催化性能主要归功于产物的特殊结构和形貌,为提高金属及其氧化物纳米结构对有机染料的降解提供了一条新途径。

    柠檬酸盐法烟气脱硫机理
    薛娟琴, 汪孔奋, 杨娟娟, 鞠克江, 王兴, 王永亮
    化工学报. 2008, 59(4):  1022-1027. 
    摘要 ( 895 )   PDF (423KB) ( 838 )  
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    柠檬酸盐法烟气脱硫是治理二氧化硫污染的方法之一。为了从理论上阐明柠檬酸盐溶液吸收和解吸二氧化硫的机理,为脱硫实验和工业应用提供理论指导,本文应用多元缓冲溶液理论和计算机数值计算方法相结合,通过对柠檬酸盐溶液吸收二氧化硫过程中形成的柠檬酸-柠檬酸钠-亚硫酸多元缓冲溶液体系的研究,从理论上分析和计算了多元缓冲溶液的初始pH值、分布系数、缓冲指数和缓冲容量对缓冲溶液性质的影响。结果表明,吸收液中柠檬酸根各种形态的离子分布随着溶液酸度的变化而发生改变,脱硫过程中起缓冲作用的主要离子是H2Ci-和HCi2-;吸收过程中,柠檬酸的形态变化为Ci3--HCi2--H2Ci--H3Ci,解吸过程则为H3Ci-H2Ci--HCi2--Ci3-;当pH=2.5~6.5时,二氧化硫主要以HSO-3形式存在,HSO-3在pH=3.5~5.5时最高可达99%;当pH=4.5~5.5时柠檬酸盐溶液的缓冲能力最强;综合考虑吸收与解吸过程,吸收液较合理的pH值应在4.5左右。

    2,4-二氯苯氧乙酸臭氧化过程中过氧化氢的生成

    陈岚;权宇珩
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  1028-1031. 
    摘要 ( 655 )   PDF (760KB) ( 266 )  
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    材料化学工程与纳米技术

    可逆/不可逆热致变色Schiff碱配合物的合成与性质

    田刚;许文苑;孟莉娜
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  1032-1036. 
    摘要 ( 648 )   PDF (821KB) ( 495 )  
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    合成了双水杨醛缩对苯二胺(L1)及其与锌(Ⅱ)的配合物(L1Zn)和双水杨醛缩间苯二胺(L2)及其与镍(Ⅱ)的配合物(L2Ni),利用核磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱和质谱对4种物质的结构和性质进行了表征。结果表明:两种Schiff碱化合物经二价金属离子配位后其荧光光谱均发生了蓝移现象;热激发实验发现L1Zn具有可逆热致变色性质,而L2Ni热致变色不可逆,表明它们是一类新型有机热致变色材料。

    空气涡轮制冷机在粉碎EVA技术中的应用

    邢磊;王屏;刘思永;方祥军
    CIESC Journal. 2008, 59(4):  1037-1043. 
    摘要 ( 705 )   PDF (1332KB) ( 341 )  
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    低温粉碎是塑料,特别是低软化温度塑料超细粉碎的发展趋势。本文在深入研究了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料特性和粉碎机理的基础上,将空气涡轮制冷低温粉碎技术应用于EVA低温细碎中,有效地提高了EVA颗粒的超细粉碎效率;同时指出了该粉碎流程的关键技术及影响粉碎效果的主要因素,开辟了一条规模化、高质量、低能耗回收可再生塑料的新途径。此外,从能量守恒的角度出发,以工程应用为目标,对粉碎过程中的核心环节——冷冻和粉碎,初步进行了理论方面的计算分析。这些分析的结果有益于设备的完善及改进。

    含CdS/偶氮分子的PMMA/SiO2纳米复合二阶非线性光学材料的制备与性能
    赵立英, 刘长生, 官建国, 周爱军
    化工学报. 2008, 59(4):  1044-1050. 
    摘要 ( 838 )   PDF (669KB) ( 297 )  
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    以γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为偶联剂,用溶胶-凝胶法合成了含4-(4′-对硝基偶氮苯)-3-氨基-苯胺(DAB)生色团的键合型有机/无机复合非线性光学材料。以掺杂的方式引入表面用AOT修饰的纳米CdS微粒。在160℃、6000 V条件下经电晕电场极化后,只含DABASD的聚合物膜极化后序参数Ф值为0.278,二阶非线性光学系数(d33)值为7.784×10-9esu,含CdS/DABASD的聚合物膜极化后序参数Ф值为0.375,d33值为7.556×10-7esu。在150℃、7000 V条件下经电晕电场极化1h后d33可达8.638×10-7esu。这种有机生色团与无机玻璃键合形成的交联网络结构中,无机玻璃的刚性三维结构能有效抑制NLO生色团的极化松弛。去极化实验结果表明,复合材料的非线性光学性能的常温稳定性好,在100℃放置400 h序参数仍保持初值的95%以上。

    生态化利用油页岩制备白炭黑和氧化铝
    李勇, 冯宗玉, 薛向欣, 贺燕, 乔桂波
    化工学报. 2008, 59(4):  1051-1057. 
    摘要 ( 888 )   PDF (794KB) ( 598 )  
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    利用油页岩为原料,首先采用碱溶-沉淀法制备了白炭黑,降低了油页岩中的SiO2的含量,具体工艺条件为:NaOH/SiO2(物质的量)=4,水/油页岩(质量)=1,100℃,6 h,粒径≥0.15 mm。然后采用酸浸法,制备了γ-Al2O3,降低了油页岩中的Al2O3和Fe2O3的含量,具体条件为:酸浸液中用NaOH溶液调整到pH=12.0,过滤分离,再用HCl调整溶液pH=6.0,使Al2O3和Fe2O3完全分离。最后得到了含量为71.6%的干酪根,并经FT-IR验证。

    水溶性酚醛树脂制备超级电容器用活性炭
    戴春岭, 王先友, 黄庆华, 李俊
    化工学报. 2008, 59(4):  1058-1064. 
    摘要 ( 800 )   PDF (759KB) ( 715 )  
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    以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,采用两步碱催化合成工艺,制备了水溶性酚醛树脂前驱体。使前驱体在高温下炭化,制备出以介孔为主的活性炭。将活性炭在2.5 mol•L-1 HNO3溶液中进行活化后得到产品。所得产品的物理性质用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和比表面(BET)测试进行表征。结果显示活化后活性炭比表面积略有下降,平均孔径变宽,但因活化增加了活性炭含氧官能团的含量,使得活性炭表面有效比表面积增加。电化学测试结果表明活化后的活性炭电极比容量增加,达到250 F•g-1

    现代化工技术
    氯碱厂多余次氯酸钠回收利用新型工艺设计
    唐小红, 刘福
    化工学报. 2008, 59(4):  1065-1069. 
    摘要 ( 751 )   PDF (419KB) ( 357 )  
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    次氯酸钠(NaClO)是氯碱生产中作为氯气平衡的一个有效的副产品。在氯碱厂开停车时,常常产生次氯酸钠胀库现象,大量次氯酸钠溶液直排会造成严重的环境污染和物料浪费,影响工厂的正常生产。本文根据次氯酸钠在酸性条件下的分解特性,设计出循环利用次氯酸钠溶液反应流程装置,次氯酸钠溶液反应生成电解原料NaCl及用作销售的Cl2,使工厂不会因为次氯酸钠的胀库影响开车或停车,轻松应对开停车,既解决了次氯酸钠的排放问题,又保护了环境,而且还产生循环经济。一般情况下工厂在2~3.5年内就可收回投资成本。